S、La^3＋共掺杂TiO2的制备及其可见光下光催化制氢性能

采用溶胶-凝胶法制备了S、La3+共掺杂TiO2可见光光催化剂.通过UV-Vis DRS、XRD、XPS、电化学等手段对催化剂进行了表征.以可见光光催化制氢为探针反应考察了催化剂的活性.结果表明:两种元素掺杂没有改变TiO2的晶型,但掺杂后增强了TiO2晶格畸变;La3+掺杂显著地提高了S/TiO2的可见光活性.相对于纯TiO2和S/TiO2,S、La3+共掺杂时TiO2的粒径更小,平带电位负移更明显,光的吸收边带红移更显著.当S、Ti的量比n(S)/n(Ti)为5∶1、La3+掺杂量(质量分数)为0.75%、煅烧温度为450℃时,La3+/S/TiO2的光催化活性最高.

新型纳米光催化剂La^(3+)/S/TiO_2的制备及其可见光活性研究

采用沉淀-浸渍法合成了一种新型La3+和S共掺杂TiO2纳米复合光催化剂。通过紫外-可见(UV-Vis)漫反射、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等手段对其物相组成、晶粒尺寸、结晶形态和吸光性能进行了表征。以活性艳蓝198染料溶液为模拟废水,对La3+/S/TiO2纳米复合光催化剂的活性进行了评价。相对于单一的TiO2,S掺杂的TiO2和La3+掺杂的TiO2光催化剂,La3+/S/TiO2纳米复合光催化剂颗粒的粒径更小,光的吸收边发生了更大程度的红移。在波长λ>400 nm的可见光光照下,具有最高的光催化活性。

La^(3+)-Fe^(3+)共掺杂纳米TiO_2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3+-Fe3+共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明,La3+-Fe3+共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3+)∶n(TiO2)=0.05%,n(Fe3+)∶n(TiO2)=0.5%。共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。

溶胶-凝胶法制备La^(3+)、碳纳米管掺杂纳米TiO_2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3+掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3+与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3+掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3+摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3+与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3+(摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8~25 nm.

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成异戊酸异戊酯

在固体超强酸SO2 -4/TiO2 /La3 +的催化下,异戊酸与异戊醇直接酯化,再经过滤、蒸馏制得合格的异戊酸异戊酯,其最佳工艺条件为:催化剂添加量0 9% ,异戊醇与异戊(酸)摩尔比=1 5∶1 0 ,反应温度130℃,反应时间3h ,异戊酸转化率为98% ,催化剂易分离。

稀土复合固体酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成马来酸二辛酯

研究了固体超强酸SO2 - 4/TiO2 /La3+用于合成马来酸二辛酯。并与硫酸对甲苯磺酸的催化效果比较。考察了Ti/La物质量比、硫酸浓度、焙烧温度对催化剂活性和反应时间对酯化反应的影响。结果表明 :当Ti/La物质量比为 6∶1、浸渍液硫酸浓度为 1 8mol/L、在5 5 0℃下焙烧时具有最高的催化活性 ,用于马来酸酐和正辛醇的酯化反应可得无色透明的酯化产物 ,3h内酯化率达 96 9%。

Fe^3＋、 La^3＋掺杂对TiO2薄膜结构和光性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2薄膜，考察了Fe^3＋、La^3＋掺杂对TiO2薄膜的晶相组成、晶粒大小、表面结构和紫外-可见光吸收性能的影响及其改性机理．结果表明：Fe^3＋掺杂抑制了TiO2的晶相转变，促进了晶粒生长，扩大了光响应范围：La^3＋掺杂抑制了晶粒增长和晶相转变，薄膜的UV-Vis发生蓝移。最后提出了多相掺杂，多角度改性是提高薄膜光催化性能的一种方法。

稀土固体超强酸SO_(4)^(2-)-La^(3+)/TiO_2催化合成丁醛乙二醇缩醛

以稀土固体超强酸SO2- La3+/TiO 为催化剂,丁醛和乙二醇为原料合成丁醛乙二醇缩醛,探讨了 SO2- -La3+/TiO2催化剂对缩醛反应的催化活性,较系统地研究了原料比、催化剂的用量、催化剂的焙烧温度以及反应时间对产品收率的影响。实验表明:在焙烧温度为500℃时,制得的催化剂活性最高;在n(乙二醇)/n(丁醛)=1.8,催化剂的用量为反应物料总质量的1.5%,环己烷为带水剂,反应时间2.0h的优化条件下丁醛乙二醇缩醛的收率可达到89.5%。

SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成季戊四醇三丙烯酸酯

以自制的稀土改性固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,通过酸醇直接酯化合成了季戊四醇三丙烯酸酯(PETA),研究了反应条件对产率的影响、催化剂的制备条件对其催化活性的影响,得到较佳工艺条件,并简单探讨了催化剂的表面组成特征及催化机理。结果表明:当酸醇摩尔比为3 5∶1,催化剂、阻聚剂用量分别为2%、1 5%(以酸、醇总质量计),甲苯用量为55%(反应物总质量计),120℃左右反应3h,产率可达78 5%;该固体酸催化剂可代替浓硫酸,是一种具有广泛应用前景的环境友好型催化剂。

La^(3+)、Nd^(3+)与非金属氮共掺杂TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ti O2、1%La/Ti O2、1%Nd/Ti O2和系列稀土La3+和Nd3+共掺杂Ti O2光催化剂,进而结合水热法制备了双稀土La3+、Nd3+和非金属氮共掺杂多元体系Ti O2光催化剂,并采用XRD、UV-Vis、SEM和XPS等测试手段对制备样品的微观结构、光谱学性能和离子掺杂形式进行了表征。研究表明,实验所制备样品均为锐钛矿型Ti O2光催化剂,稀土离子La3+或Nd3+的掺杂能有效抑制Ti O2颗粒尺寸的生长,而且双稀土离子的共掺杂更有效抑制Ti O2光催化剂颗粒尺寸的生长;非金属离子N的掺杂,能有效拓宽Ti O2光催化剂的光响应范围;多元体系Ti O2光催化剂中,稀土钕以+3形式掺杂,非金属氮以-3形式掺杂。实验以甲基橙为目标污染物研究其光催化性能,研究表明,所制备的光催化剂均有较高的紫外光光催化性能,其中样品1%(La∶Nd,1∶7),N/Ti O2的紫外光光催化性能最高,而且有较强的可见光光催化活性。

固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成二甲基丙烯酸丁二醇酯

以自制稀土改性固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,高效合成了二甲基丙烯酸丁二醇酯。比较了不同催化剂的催化活性,并考察了固体酸的制备条件及酯化反应条件对催化活性的影响,得到最佳合成条件为:SO2-4/TiO2/La3+于500℃下活化3h,n(酸)∶n(醇)=2 8∶1,阻聚剂、催化剂质量分数分别为1 0%和1 2%,反应温度维持在120℃左右反应2h左右,酯化率可达92 0%。

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)合成氯乙酸丙酯

本文研究了以稀土固体超强酸为催化剂 ,氯乙酸与丙醇反应合成氯乙酸丙酯。考察了诸因素对酯收率的影响。实验结果表明 :SO2 -4/TiO2 /La3 +是合成氯乙酸丙酯的良好催化剂。最适宜的反应条件为 :氯乙酸与丙醇的量比为 1∶1.5 ,催化剂的用量占反应物总重量的 2 .5 % ,反应温度 10 0～ 110℃ ,反应时间 2h ,在上述条件下 ,酯收率达到 87.1%。

纳米稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)的制备及催化合成尿囊素的研究

用纳米稀土固体超强酸SO42-/TiO2/La3+为催化剂,以尿素和乙二醛为原料合成了尿囊素。考察了原料配比、pH值、活化温度、硫酸浓度对催化剂催化活性,以及原料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量对尿囊素合成的影响。

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成邻苯二甲酸二丁酯

研究了以稀土固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,邻苯二甲酸酐和正丁醇为原料合成邻苯二甲酸二丁酯,并考察了影响反应的因素。结果表明:醇与苯酐物质的量之比为4.5∶1,催化剂用量为苯酐用量的1.6%,带水剂体积为正丁醇体积的3/5,反应时间2.5h时,反应效果最佳,其酯化率可达93.6%。

La^(3+)-TiO_2/SiO_2复合纳米粉光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同La3+掺杂量的TiO2/SiO2复合光催化剂,通过TG/DTA、XRD、SEM、UV-vis以及比表面仪等技术表征了这些纳米粉的物化性质及微观结构,并研究了其对亚甲基蓝紫外光照射降解的光催化活性。结果表明:La3+-TiO2/SiO2前驱体经500℃煅烧2h后,得到锐钛矿型氧化钛复合光催化剂。当La3+掺杂量不超过4%(摩尔百分比,下同)时,随着La3+掺杂量增多,复合粒子的尺寸减小,比表面积增大,紫外可见吸收光谱红移。La3+最佳掺杂量为4%,此时所形成的La3+-TiO2/SiO2光催化剂分散性好、尺寸分布较窄,经150min光照后对亚甲基蓝的降解率达76%,比未掺杂La3+的TiO2/SiO2的降解率提高了16%。

La^(3+)掺杂TiO_2光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶-浸渍法对二氧化钛进行La3+掺杂,并以甲基橙溶液为降解模型反应物,研究了La3+改性TiO2的光催化活性。结果表明:La3+改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当La3+掺杂量为0.5%(质量百分比),煅烧温度为500℃,催化活性最好;当催化剂的投加量为4.0 g/L,通气量为800 mL/min,pH值为3.12时,对甲基橙废水溶液紫外灯光催化60 min的降解率可达到97.5%。

La^(3+)掺杂TiO_2光催化降解染料废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土La3+掺杂的TiO2催化剂,并用XRD对其进行表征,用催化剂对染料媒介漂兰B进行降解处理,考察影响降解率的因素。结果表明,La3+掺杂的TiO2降解效果较纯TiO2好,当La3+掺杂摩尔分数为0.5%,媒介漂兰B的质量浓度为20 mg/L,体系pH值为3,催化剂用量为1.5 g/L时,染料废水降解率可达97.7%。

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)合成氯乙酸异辛酯

以稀土固体超强酸SO42-/TiO2/La3+为催化剂,氯乙酸与异辛醇为原料合成氯乙酸异辛酯,系统地研究了原料量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。实验结果表明:SO42-/TiO2/La3+是合成氯乙酸异辛酯的良好催化剂,在n(异辛醇)/n(氯乙酸)=1.3,催化剂的用量为酸质量的3.0%,环己烷的用量为反应物总摩尔数的10%,反应时间3.0,氯乙酸异辛酯的收率达到89.2%。

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成富马酸二甲酯

以固体超强酸ＳＯ_４^(２－)／ＴｉＯ_２／Ｌａ^(３＋)为催化剂，富马酸和甲醇为原料合成富马酸二甲酯，考察了影响反应的因素。结果表明：ｎ（醇）：ｎ（酸）＝６：１；催化剂用量为对０．１ｍｏｌ富马骏耗１．０ｇ催化剂，二氯甲烷为溶剂；在回流温度下反应４ｈ，酯化率达９４％以上。

掺杂La^(3+)对纳米TiO_2薄膜电极光电催化氧化甲醇的影响

采用改进的溶胶凝胶法制备了一系列La3+掺杂的纳米TiO2薄膜电极.由SEM图可以看出,镧的掺杂使电极表面粒径变小;通过光电化学方法研究发现,当掺杂La3+的摩尔分数为0.50%时光电流最大,是纯TiO2电极的2.25倍.用瞬态光电流谱研究了电极在甲醇溶液中的光电转换过程,结果说明TiO2薄膜为N型半导体,镧离子的掺杂改变了电极的表面形貌.